Contrôler une main ou un bras artificiel sophistiqué pose un défi majeur pour les chercheurs.
Les prothèses de mains et de bras gagnent en sophistication. L'armée américaine investit massivement dans la recherche, notamment pour les vétérans gravement blessés qui perdent des membres. Mais comment piloter ces technologies high-tech ?
Utiliser l'autre bras, même intact, reste maladroit. D'autres parties du corps compliquent la maniabilité. Pendant des années, les scientifiques ont visé à relier les prothèses aux signaux nerveux naturels, transformant les intentions cérébrales en mouvements.
La solution la plus directe consiste à capter les terminaisons nerveuses résiduelles du moignon. Des succès ont été obtenus pour des mouvements simples, le cerveau s'adaptant rapidement grâce à la vision du geste accompli.
Cependant, la position et l'activité des nerfs varient selon les patients et leurs blessures. Certains chercheurs ciblent donc la source : le cerveau. Des casques EEG non invasifs fournissent des données imprécises. Bien plus performants, les implants comme ceux commercialisés mesurent l'activité de centaines de neurones individuels.
En 2006, des travaux publiés dans Nature ont traduit l'activité du cortex moteur d'un paralysé en mouvements de curseur. Mais des progrès étaient possibles, affirment Richard Andersen, Tyson Aflalo et Spencer Kellogg du California Institute of Technology dans un article récent de Science. Les prothèses ont besoin non pas des commandes motrices, mais des intentions.
Ces intentions émergent à l'arrière du cortex pariétal. Les chercheurs y ont implanté deux puces : une pour la prise d'objets, l'autre pour leur manipulation.
Le participant, un homme paralysé de 32 ans surnommé EGS, a appris à moduler l'activité neuronale observée à l'écran. Par exemple, un neurone s'activait pour un mouvement vers la bouche, mais pas vers l'oreille. Un autre variait selon la rotation d'épaule ou le toucher du nez.
Grâce à son engagement, les scientifiques ont décodé sans calibration préalable la direction, la trajectoire et la vitesse désirées pour le bras. Les commandes ont ainsi été transmises en temps réel à la prothèse.
Des neurones spécifiques à chaque bras et d'autres indépendants de l bras utilisé (selon la cible) ouvrent la voie à un contrôle bilatéral sans collisions.
Lire les intentions imaginaires convient aussi à des appareils non anthropomorphes, comme gratter un nez via un mécanisme adapté.
Des défis persistent : affiner les algorithmes face à l'évolution neuronale, prolonger la durée des implants (actuellement filaires, risquant des inflammations), et développer un retour sensoriel. Les chercheurs prévoient d'explorer des intentions non motrices, comme allumer la TV ou préchauffer un four.
Plus sur ce sujet (d'après Eos, janvier 2013) :
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